7 сентября в 08:42:11 по токийскому времени JST (6 сентября в 23:42:11 UTC) с первой пусковой площадки (第1射点; Launch Pad 1/LP1) стартового комплекса для ракет тяжёлого класса (大型ロケット発射場) или «Старта Йосинобу» (吉信射点) Космического центра (КЦ) Танэгасима (преф. Кагосима, регион Кюсю) специалисты Японского агентства аэрокосмических исследований JAXA выполнили пуск жидкостного двухступенчатого носителя H-IIA (номер F47, вариант 202) с телескопом XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission; Ｘ線分光撮像衛星) для проведения наблюдений в мягком рентгеновском диапазоне и малогабаритным аппаратом SLIM (Smart Lander for Investigating Moon; 小型月着陸実証機) для демонстрации технологии точечного прилунения.
Ракета на стартовом столе, 27 августа
Через 14 мин 09 сек после старта отделилась обсерватория XRISM, а на 47 мин 33 сек – демонстратор SLIM. Тем же днем в 09:04 JST гавайская станция слежения NASA Pete Conrad начала принимать сигналы от XRISM, и было подтверждено, что ориентация солнечных батарей (СБ) обсерватории на Солнце прошла успешно. С 10:24 схожие сигналы стали получать специалисты КЦ Утиноура, и японцы подтвердили штатное раскрытие панелей СБ.
Пуск 47-й H-IIA
А в 09:45 испанская станция Маспаломас (Maspalomas Station), расположенная на о. Гран-Канария, Канарские острова, «услышала» SLIM, а его СБ также тоже «увидели» наше светозарное светило. Совсем не излишним будет напомнить, что Маспаломас не личная собственность JAXA, но, как и другие зарубежные станции, перенаправляет принятые из космического пространства данные в Центр сопровождения и управления аппаратами (追跡管制棟) КЦ Цукуба (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/84159/).
8 сентября обе выведенные полезные нагрузки обнаружил телескоп с диаметром зеркала 101 см Центра космической защиты Бисэй BSGC (Bisei Spaceguard Center; 美星スペースガードセンター), функционирующий при одноименной оптической обсерватории BAO (Bisei Astronomical Observatory; 美星天文台) в г. Ибара (преф. Окаяма, регион Тюгоку).
BSGC, являющийся частью японской системы космической ситуационной осведомленности SSA (Space Situational Awareness), мониторит приближающиеся к Земле астероиды другие небесные тела и наблюдает за «поведением» космического мусора – вышедшими из эксплуатации/строя спутниками, ступенями ракет и т.п.
Разглядевший японские аппараты телескоп BSGC
11 сентября Японское агентство объявило о достаточном объеме вырабатываемой СБ энергии, штатной связи с Землей и, как следствие, правильной работе системы ориентации, а также о стабильной работе системы охлаждения калориметрического спектрометра мягкого рентгена Resolve. Выводы были сделаны на основе получаемой телеметрии.
Все это позволило заявить о завершении фазы критического управления XRISM в космосе, и о начале растягивающегося приблизительно на три земных месяца этапе первичной проверки функционального состояния бортовой аппаратуры космической обсерватории.
XRISM и SLIM, 8 сентября
14 сентября завершилась фаза критического управления SLIM, так как телеметрия показывала штатную работу всех систем аппарата. Инженеры перешли к примерно 20-суточному этапу управления демонстратором на околоземной орбите, на котором продолжится функциональная диагностика бортовой аппаратуры. Также КА начнут готовить к выводу на лунную переходную орбиту.
Новая «Зеница ока»
XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission;Ｘ線分光撮像衛星) – это попытка № 2 несбывшихся грез команды ASTRO-H/Hitomi («Зрачок»), последнего выведенного Японией в космос рентгеновского телескопа (17.02.2016), потерявшего «профпригодность» через месяц пребывания на орбите из-за сбоя в системе управления ориентацией. Тем не менее «Зрачок» успел проявить себя и измерил скорость высокотемпературной плазмы в скоплениях галактик и обнаружил в космическом пространстве рассеянные элементы (trace elements), в общем, сделал в какой-то степени революционные открытия.
ISAS передал макет ASTRO-H (масштаб 1/10) в образовательный центр г. Сагамихара, 31.07.2023
Та «Зеница ока» «сошла с конвейера» для изучения структуры и эволюции космического пространства. Но, чему быть, того не миновать, и теперь мы надеемся на стартовавший в 2018 г. (начал рассматриваться в 2017 г.) проект, который на стадии формирования идеи называли XARM (X-ray Astronomy Recovery Mission) или, куда же без этого, «Преемник ASTRO-H» (ASTRO-H Successor).
Руководитель проекта XRISM
У руля проекта – Маэджима Хиронори (前島 弘則), который ни много ни мало еще в 1991 г. устроился в NASDA и принимал участие в разработке и эксплуатации спутника ДЗЗ ADEOS (Advanced Earth Observing Satellite) или «Мидори» (みどり; «зеленый цвет», «зелень») и лунного орбитального аппарата SELENE (Selenological and Engineering Explorer) или «Кагуя» (かぐや; лунная принцесса из японской народной сказки), работавшие на околоземной и окололунной орбитах соответственно в августе 1996 — июне 1997 гг. и в октябре 2007 — июне 2009 гг. После Маэджима стал помощником менеджера европейско-японского проекта BepiColombo по изучению Меркурия (комплекс запущен 20 октября 2018 г.).
XRISM разгадывает тайны Вселенной
Главная компания-производитель – NEC Space Technologies (NECスペーステクノロジー). Помогали Японии с разработкой NASA (включая научное участие специалистов Канадского космического агентства CSA) и ESA. В целом в проекте участвует более 100 ученых и технических специалистов из более чем 40 японских и зарубежных университетов и научно-исследовательских организаций, включая Нидерландский институт космических исследований SRON (Netherlands Institute for Space Research) и Женевский университет (University of Geneva).
Термовакуумные испытания в камере для имитации космической среды в КЦ Цукуба, август-сентябрь 2022 г.
XRISM – десятый рентгеновский японский телескоп, который пытались доставить в космос, включая не самостоятельно «летающий», а закрепленный на МКС прибор MAXI (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/76156/). До него были:
— CORSA;
— «Хакутё» (はくちょう; «Лебедь») или CORSA-b;
— «Тэнма» (てんま; «Пегас») или ASTRO-B;
— «Гинга» (ぎんが; «Галактика») или ASTRO-C;
— «Асука» (あすか/ ASCA) или ASTRO-D;
— «Судзаку» (すざく; «Красная птица») или ASTRO-E;
— «Судзаку» или ASTRO-EII;
— MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image);
— «Хитоми» (ひとみ; «Зрачок») или ASTRO-H.
«Хакутё»
В 1976 г. полетел CORSA, самый первый рентген-телескоп Японии, но его, как и ASTRO-E, не смогли «довести» до космоса из-за аварии ракеты-носителя. Поэтому первым стал запущенный в 1979 г. «Хакутё», а последним до XRISM был «Хитоми».
Следовательно, если не брать в расчет станционный MAXI, а «Хитоми», мы, как и японцы, конечно же посчитаем, несмотря на то, что он лишь месяц добросовестно исполнял свои функции на околоземной орбите, делаем вывод: XRISM – это седьмая полноценная японская ретгеновская космическая обсерватория (проблем, надеемся, не возникнет).
Благодаря второму «Зрачку» в настоящее время JAXA имеет уже четыре действующие обсерватории/прибора в космосе:
— прибор для мониторинга всего неба в рентгене MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image; 全天X線監視装置). Прикреплен к многоцелевой внешней платформе JEF Японского экспериментального модуля «Кибо» (きぼう; «Надежда»);
— телескоп для изучения Солнца «Хинодэ» (ひので; SOLAR-B). Круговая солнечно-синхронная орбита;
— аппарат для дистанционного наблюдения планет Солнечной системы «Хисаки» (ひさき; SPRINT-A). Эллиптическая орбита;
— XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission;Ｘ線分光撮像衛星). Как и «Хисаки», будет вырисовывать вокруг Земли эллипсы.
Наземные станции, «выделенные» для эксплуатации XRISM (синие использует NASA, красные – JAXA)
Для орбитальной эксплуатации XRISM на Земле постоянно будут дежурить следующие объекты:
— радиоастрономическая обсерватория Хартебеструк HartRAO (Hartebeesthoek Radio Astronomy Observatory) Космического агентства ЮАР SANSA (South African National Space Agency);
— станция Маспаломас (Maspalomas Station), Канарские острова;
— австралийская станция Донгара (Dongara station), используемая для SSA (Space Situational Awareness; «космическая ситуационная осведомленность»);
— австралийская станция Мингенью (Mingenew Station);
— объекты КЦ Утиноура;
— станция космической связи Кацуура (勝浦宇宙通信所);
— спутниковая станция Саут-Пойнт (South Point Satellite Station) или Pete Conrad, принадлежащая SSC (Swedish Space Corporation);
— чилийские станции Сантьяго (Santiago station), которыми пользуются JAXA и SSC.
Характеристики XRISM
| Габариты (максимальная длина и ширина при раскрытых панелях СБ), м | 8×9 |
| Масса при запуске (с топливом), т | ~2.3 |
| Расчетный срок эксплуатации, лет | 3 |
| Орбитальные параметры | Околоземная эллиптическая орбита с периодом ~96 мин, высотой 550 (+/-50) км и наклонением 31° |
Телескоп предназначен для изучения:
— структуры и эволюции галактических скоплений;
— истории перемещения вещества в космосе;
— транспортировки и движения энергии в галактиках;
— элементов и скорости движения космической плазмы, а, следовательно, и тайн темной материи;
— температуры и состава космической плазмы, что поможет наблюдать циркуляцию элементов и энергии;
— высокотемпературной плазмы;
— и т.д.
XMA
На новой японской рентген-обсерватории, созданной для лучшего понимания космической физики, установлено три разных инструмента – XMA, Resolve и Xtend.
Рентгеновских телескопов-рефлекторов XMA (X-ray Mirror Assembly) с апертурой 45 см и фокусным расстоянием 5.6 м всего два – по одному для Resolve и Xtend. Они необходимы для высокоэффективного сбора соответствующих лучей в чувствительной части.
Resolve – это совместное детище Японии и Центра космических полетов НАСА им. Годдарда (Goddard Space Flight Center), аналогичное рентгеновскому спектрометру SXS (X-ray Spectrometer) первого «Зрачка».
Охладительная система Resolve после испытаний
Данное устройство детектирования и формирования изображений состоит из XMA и микрокалориметрического спектрометра мягкого рентген-диапазона. Детектирующий блок будет работать при температуре минус 273.1°С (50 милликельвин), охлаждаясь жидким гелием, и улавливать ретгеновские лучи с энергией 400-12000 электронвольт (частицы видимого света обладают энергией 2-3 эВ).
Resolve поможет астрономам узнать побольше о составе и движении сверхгорячего газа в галактических кластерах, движущихся с околосветовой скоростью струях частиц, «подгоняемых» черными дырами в активных галактиках и о прочих космических тайнах.
Xtend
Инструмент Xtend, разработанный Японским агентством и являющийся устройством формирования изображений в мягком рентгеновском спектре, предоставит XRISM самое, как уточняют японцы, большое поле зрения среди всех запущенных до сего момента времени рентгеновских космических аппаратов. В состав Xtend входит камера с ПЗС-матрицей SXI (Soft X-ray Imager).
Благодаря Xtend XRISM сможет обозревать область на 60% больше среднего видимого размера полной Луны.
После трехмесячных испытаний на орбите, 33 месяца подряд будут идти плановые наблюдения, включая калибровку научных инструментов (7 месяцев). ESA, благодаря научным консультациям и предоставлению некоего «железа» для XRISM, будет вольно распоряжаться целыми 8% отведенного на наблюдения времени.
Логотип ATHENA
XRISM станет «мостиком» между европейскими рентгеновскими космическими обсерваториями настоящего и будущего: от XMM-Newton (X-ray Multi-Mirror Mission), сканирующей космос с июля 2000 г., к ATHENA (Advanced Telescope for High-ENergy Astrophysics). Запуска последней, к которой неровно дышат японцы, намереваясь участвовать в данном проекте, стоит ждать только во второй половине 2030-х годов!
Третий «мягкий» ЛПА
Нацеленность Японии на Луну понятна – за Селеной в последнее время упрочилось «звание» седьмого континента Земли, а такие витиеватые аналогии человечеству придумывать не впервой. Самую глубокую точку поверхности – расположенную в Марианской впадине Бездну Челленджера – иногда называют четвёртым полюсом Земли (после Северного, Южного полюсов и высочайшей точки планеты – горы Эверест).
Спутницу Земли в честь богини Луны из мифологии древних греков время от времени на поэтический лад величают Селена, Мене, Артемида или Феба (Selene, Mene, Artemis, Phoebe).
Индуистскую Чандра или Сома (Chandra, Soma) индийцы увековечили в названии серии аппаратов «Чандрааян» (Chandrayaan), свою новую лунную программу американцы окрестили Artemis, а соответствующая программа Поднебесной напрямую отсылает нас к богине Чанъэ (Chang’e).
В Японии же существует лунное божество Цукуёми (月読命 или 月読尊 или 月夜見尊) или Цукиёми. Также допускается чтение «Цукуёминомикото» или «Цукиёминомикото». Догадок и мнений насчет происхождения имени Цукуёми, фигурировавшего в древнейших японских текстах предостаточно, но мы можем сами сделать расшифровку по иероглифам.
月 («Цуки») – «Луна», 読む («ёму») – «читать», 夜見 (ёми) – «ночное созерцание», 命 или 尊 («Микото») – почетное титулование синтоистких богов и знатных людей в древние времена. Причем, в некоторых источниках указывается, что это божество мужского рода, а в некоторых его половая принадлежность попросту «остается за скобками». Однако, в лунной программе Японии до сих пор фигурировала только «Кагуя», а не «Цукиёми»…
Мифологию мы немножко упомянули, пора перейти и к реальным делам. В конце апреля 2023 г. японская частная компания ispace несомненно мечтала прилунить Hakuto-R или «Белого зайца-R» (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/200755/) «плавно», а не «резко», чтобы развернуть на поверхности Селены полностью работоспособный ровер свой и Арабских Эмиратов («Рашид»/Rashid), а в конце 2022 г. 6U-кубсат OMOTENASHI разработки JAXA (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/201280/) должен был совершить «полужесткую» или, если угодно, «полумягкую» посадку на Луну.
Нацелить «орудие» на Луну!
Не получилось ни у кого… Но теперь за штурвал лунных исследований встал новый рулевой: XRISM оказался дружелюбным творением и позволил подсесть в экипаж «лошадки» H-IIA небольшому демонстратору SLIM (Smart Lander for Investigating Moon; 小型月着陸実証機).
Сакаи Синъитиро
Руководитель проекта SLIM (англ., «худой») Сакаи Синъитиро (坂井 真一郎) возглавляет в штаб-квартире ISAS (г. Сагамихара, преф. Канагава, регион Канто) собственную лабораторию (坂井研究室). Является приглашенным профессором (visiting professor) Токийского университета (東京大学).
Способ стыковки капсулы с образцами и возвратного модуля на околомарсианской орбите
Sakai lab специализируется на:
— управлении космическими аппаратами при помощи сил магнетизма:
— стабилизирующее управление ориентацией будущих орбитальных обсерваторий. Для этого разрабатывает механизм соединения блока научной аппаратуры со спутниковой платформой для подавления небольших помех;
— полеты в составе группы/formation flight. Совместно с зарубежными исследовательскими лабораториями создает автоматическую систему стыковки капсулы с собранными на другой планете образцами и ожидающего «встречи» возвращаемого модуля;
— управлении наведением при посадке КА на Луну и другие небесные тела;
— стабилизирующем управлении аппаратами для изучения магнитосферы, оснащенными тросовыми антеннами (wire antenna satellite), как у исследующего энергичные заряженные частицы с конца марта 2017 г. околоземного спутника «Арасэ» (あらせ; см. НК, 2017, №2, с. 35-39; https://www.roscosmos.ru/33946/);
— управлении напланетными роверами. Перспективное направление.
Тросовые антенны «Арасэ»
После лунного орбитального аппарата «Кагуя» (SELENE) JAXA стремилось выйти на новый уровень и перейти от «стороннего наблюдения» Селены к ее «тактильному прощупыванию». Так родился проект SELENE-B, который, однако, не был утвержден и реализован, так как был «сыр» и имелись некоторые другие причины. Но теперь Япония может реализовать другой проект!
SLIM на ракете перед установкой головного обтекателя
Прежде космические аппараты садились на Луну с «точностью» от нескольких километров до нескольких десятков км, а «отцы» SLIM уповают на сверхточное по нынешним меркам прилунение – в пределах 100 м. Цель – расположенный к западу от Моря Нектара (Mare Nectaris) кратер Шиоли (Shioli).
Для реализации смелых амбиций японцы поставили на ЛПА мультиспектральную камеру, которую ее «хозяин» сперва использует для составления карты лунных кратеров в области посадки, а затем сможет определять свое местоположение – так называемая «навигация сверкой по изображениям». Также «худышка» воспользуется автономной системой навигации и наведения, а значит сможет по собственному «умозаключению» корректировать свою орбиту.
Сам спуск на поверхность Селены займет около 20 минут (см. фото ниже). А непосредственно перед его началом с борта будут выпущены два зонда LEV (Lunar Excursion Vehicle) для демонстрации технологий передвижения по Селене и для того, чтобы запечатлеть лунные пейзажи.
Кстати, LEV-2 почти аналогичен «трансформеру» JAXA, что погиб смертью храбрых, когда 26 апреля 2023 г. Hakuto-R «самоуничтожился». Из-за его утраты Японское агентство тогда никоим образом просто физически не могло провести демонстрационный эксперимент LAMPE (Lunar surface data Acquisition Mission for Pressurized rover Exploration).
«Секретное» лого зондов LEV на логотипе SLIM
Шиоли, как считается, образовался сравнительно недавно, поэтому после прилунения ученые хотят понять, отличается ли структура лунного оливина, зародившегося в недрах Луны, а сейчас лежащего на ее поверхности, от структуры его земного собрата.
Характеристики SLIM
| Габариты (длина, ширина и высота), м | 1.7×2.7.×2.4 |
| Масса (при запуске), кг | 700-730 |
| Масса (без топлива), кг | 200 |
| Время от запуска до посадки, мес | ~4-6 |
| Точность прилунения, м | 100 |
Схема прилунения: зависание, готовность к управлению ориентацией, касание поверхности главной «ножкой»,
касание передними ногами и стабилизация положения
На первый взгляд вся схема полета смахивает на какую-то «подозрительную схему». SLIM надо «успеть» долететь до окололунной орбиты за 3-4 месяца! Месяц «готовиться» к прилунению. И попробовать сесть на Луну, не разбившись! Но никакого «мошенничества» тут нет. Все дело в экономии топлива.
Окажется ли SLIM, как и «Чандраяан-3», удачливее своих соотечественников «Белого зайца-R» и OMOTENASHI и нашей «Луны-25»? Индия смогла стать четвертым государством мира после Советов, Штатов и Поднебесной, выполнившим мягкую посадку на Селену собственными силами, и более того, первой в мире сделавшей это в полярном регионе Луны (на южном полюсе). А Япония все еще может стать пятой страной.
Но ей, наверное, уже не стать первой страной, частная компания которой смогла выполнить мягкую посадку на Луну. Итог первой миссии (M1) «частника» ispace вышел не такой, на какой рассчитывали, следующая миссия M2 запланирована только на 2024 г., а ведь уже в ноябре-декабре 2023 г. американские компании Astrobotic Technology и Intuitive Machines отправят в космос ЛПА Peregrine и Nova-C (и еще один ЛПА в начале 2024 г.), созданные с аналогичными намерениями, – мягко посадить аппараты на Селену…
Рональд по центру справа, а глава ispace Хакамада Такэси (袴田 武史) – по центру слева (в Денвере)
Раз уж мы вспомнили ispace, нелишним будет сообщить, что ispace привлекла в свои ряды бывшего астронавта NASA Рональда Джона Гарана-младшего (Ronald John Garan, Jr.) – в июне 2023 г. он возглавил офис компании в Денвере, штат Колорадо. В активе астронавта два космических рейса: 31.05—14.06.2008 (миссия STS-124, шаттл Discovery) и 04.04—16.09.2011 (МКС-27/28, «Союз ТМА-21»).
Причем в первом случае Рон вместе с Хосидэ Акихико (星出 彰彦) отправился в космос впервые, а в ходе 28-й долговременной экспедиции работал на станции бок о бок с Фурукава Сатоси (古川 聡), которому тогда микрогравитация была в новинку, но совсем недавно «Старая река» начал уже свой второй космический полет (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/201616/). Поэтому можно с уверенностью сказать, что Джон Гаран-младший лично знаком с японскими астронавтами и, соответственно, культурой и менталитетом Страны восходящего солнца, и поможет частной компании добиться успехов.
Евгений Рыжков
